CN102792762B

CN102792762B - 中继站和通信控制方法

Info

Publication number: CN102792762B
Application number: CN201180012789.7A
Authority: CN
Inventors: 高野裕昭; 泽井亮; 郭欣
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: TW201218669A; US9037075B2; EP2549825B1; TWI472179B; EP2549825A4; RU2012138392A; ES2678203T3; US20130017776A1; CN102792762A; WO2011114839A1; MY163388A; EP2549825A1; SG183952A1; BR112012022782A2; JP2011193375A; HK1175055A1; KR20130052541A

Abstract

提供了一种在基站和移动站之间中继无线信号的中继站，该中继站包括：通信单元，配置为中继无线信号；确定单元，配置为确定是否需要改变中继站的小区ID，以避免由于中继站的移动而导致的中继站的小区ID与基站的小区ID之间的冲突；控制单元，配置为当确定单元确定需要改变小区ID时，使属于中继站的移动站的接入点的小区ID从中继站的第一小区ID改变为中继站的第二小区ID。

Description

中继站和通信控制方法

技术领域

本发明涉及中继站和通信控制方法。

背景技术

近年来，作为扩大无线通信系统的覆盖的技术，中继通信已经受到了关注（例如，见下面的专利文献1和2）。在中继通信中，中继站设置于难于以良好的质量直接发送和接收无线信号的两个通信装置之间，由中继站中继无线信号。例如，在作为由第三代合作伙伴计划（3GPP）正在计划的下一代蜂窝通信标准的高级长期演进（LTE）（在下文中，称作LTE-A）中，提出利用中继站的中继通信提高小区边缘处的吞吐量。

LTE-A中的中继通信分为两种类型，即，类型1和类型2。类型1是分配有小区ID的中继站的中继通信。就终端装置而言，类型1的中继站被看作基站。另一方面，类型2是在依靠未分配有小区ID的中继站的与有线通信中的转发器（repeater）的操作对应的中继通信。终端装置通常识别不出类型2的中继站的存在。

在中继通信中起主导作用的中继站本身可以以与移动站类似的方式移动。具体地讲，LTE-A代表的第四代（4G）蜂窝无线通信模式预计可接受高达500km/h的移动站和中继站的移动速度。作为使用可移动的中继站的情况，例如，考虑中继站被设置在火车或轮船上的情况。在这种情况下，火车或轮船的乘客和乘务员使用移动站（例如，诸如移动PC或智能电话的终端装置）经由对应的中继站来执行无线通信。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2007-312244A

专利文献2：JP2007-221527A

发明内容

技术问题

然而，当在上述情形中使用类型2的中继站时，由于用户持有的移动站实质上连接到设置在火车或轮船外部的基站，所以响应于中继站的移动频繁地发生切换。具体地讲，当有很多乘客时，由于移动站很多，多个切换几乎同时发生。这种情形不仅对诸如火车或轮船的移动工具内的移动站产生不良影响，而且还会对相应的移动工具外部的通信系统的吞吐量产生不良影响，因此不是优选的。

另一方面，当在上述情形中使用类型1的中继站时，由于移动站连接到相应的中继站，所以由于移动站导致的切换不一定会发生。然而，在这种情况下，可能会响应于中继站的移动发生分配给中继站的小区ID和附近基站的小区ID之间的冲突。小区ID的冲突意味着在重叠位置提供服务的两个或更多个基站或中继站使用相同的小区ID。由于小区ID的冲突会由于数据干扰导致通信干扰，所以需要尽可能避免通信干扰。

因此，本发明提供了一种通过在可移动的中继站的中继通信中避免小区ID的冲突同时抑制吞吐量降低的新颖的和改善的中继站以及通信控制方法。

解决问题的技术方案

根据为了实现上述目的的本发明的第一方面，提供了一种在基站和移动站之间中继无线信号的中继站，所述中继站包括：通信单元，配置为中继无线信号；确定单元，配置为确定是否需要改变小区ID，以避免由于中继站的移动而导致的中继站的小区ID与基站的小区ID之间的冲突；控制单元，配置为当确定单元确定需要改变小区ID时，使属于中继站的移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID。

当根据中继站的位置数据和小区ID数据确定小区ID的冲突的可能性的节点向确定单元通知小区ID冲突的可能性时，确定单元可确定需要改变小区ID，在所述小区ID数据中小区ID和基站的位置相互关联。

根据本发明第一方面的中继站还包括：位置检测单元，配置为检测中继站的位置；存储单元，配置为存储小区ID数据，在所述小区ID数据中小区ID和基站的位置相互关联。当确定单元根据存储在存储单元中的小区ID数据和位置检测单元检测的中继站的位置确定存在小区ID冲突的可能性时，确定单元可确定需要改变小区ID。

确定单元可通过监视从附近基站接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID。

确定单元可确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的关联值达到最大值的时间点已流逝预定时间之后，需要将作为正使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其关联值达到最大值的小区ID的第二小区ID。

控制单元可通过使从通信单元发送同步信号并使从第一小区ID到第二小区ID的切换指令从通信单元发送到移动站，使移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变成第二小区ID，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用。

在完成移动站从第一小区ID到第二小区ID的切换之后，控制单元可使通信单元利用第二小区ID中继无线信号。

根据为了实现上述目的的本发明的第二方面，提供了一种利用中继站在基站和移动站之间中继无线信号的通信控制方法，所述通信控制方法包括以下步骤：确定是否需要改变小区ID，以避免由于中继站的移动而导致的中继站的小区ID与基站的小区ID之间的冲突；当确定需要改变小区ID时，使属于中继站的移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID。

根据为了实现上述目的的本发明的第三方面，提供了一种在基站和移动站之间中继无线信号的中继站，所述中继站包括：通信单元，配置为将无线信号发送至移动站；控制单元，配置为使同步信号从通信单元发送到属于中继站的移动站并且还指示移动站执行从第一小区ID到第二小区ID的切换，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用。

根据为了实现上述目的的本发明的第四方面，提供了一种利用中继站在基站和移动站之间中继无线信号的通信控制方法，所述通信控制方法包括：将同步信号从中继站发送到属于中继站的移动站，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用；使中继站指示移动站执行从第一小区ID到第二小区ID的切换。

本发明的有益效果

根据本发明的中继站和通信控制方法，能够在可移动的中继站的中继通信中避免小区ID的冲突同时抑制吞吐量的降低。

附图说明

图1是示意性地示出根据实施例的无线通信系统的概况的示图。

图2是示出通信资源的示例性配置的示图。

图3是示出参考信号的示例性布置的示图。

图4是示出一般切换过程的序列图。

图5是示出与本发明相关的问题的示图。

图6是示出根据第一实施例的移动站的示例性配置的框图。

图7是示出根据第一实施例的中继站的示例性配置的框图。

图8是示出根据第一实施例的小区ID变化确定处理的示图。

图9是示出根据第一实施例的基站的示例性配置的框图。

图10是示出根据第一实施例的小区ID变化确定处理的示例性流程的流程图。

图11是示出根据第一实施例的通信控制处理的示例性流程的流程图。

图12是示出根据第二实施例的中继站的示例的框图。

图13是示出根据第二实施例的小区ID变化确定处理的示图。

图14是示出根据第二实施例的小区ID变化确定处理的示例性流程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。需要注意的是，在本说明书和附图中，用相同的参考标号表示具有基本相同的功能和结构的元件，并省略对它们的重复解释。

将按照下面的顺序来描述“具体实施方式”。

1.无线通信系统的概况

1-1.系统的示例性配置

1-2.通信资源的配置

1-3.一般切换过程

1-4.与本发明相关的问题

2.第一实施例的描述

2-1.装置的示例性配置

2-2.处理流程

2-3.第一实施例的总结

3.第二实施例的描述

3-1.装置的示例性配置

3-2.处理流程

3-3.第二实施例的描述

<1.无线通信系统的概况>

首先，将参照图1至图5描述根据本发明实施例的无线通信系统的概况和与本发明相关的问题。

[1-1.系统的示例性配置]

图1是示意性地示出根据本发明实施例的无线通信系统1的概况的示图。参照图1，无线通信系统1包括一个或多个移动站10a、10b、…、10n、中继站100及多个基站200a和200b。另外，在本说明书中，当不需要在移动站10a、10b、…、10n之间进行区分时，通过省略标号末尾的字母，它们被统称为移动站10。类似地，当不需要在基站200a和200b之间进行区分时，它们被统称为基站200。

例如，移动站10是由利用诸如火车或轮船的移动工具3的乘客或乘务员所持有的终端装置（用户设备（UE））。移动站10根据诸如LTE或LTE-A的蜂窝无线通信模式执行与中继站100或基站200的无线通信。

中继站100是在移动站10和基站200之间中继无线信号的装置。在图1示出的示例中，中继站100设置在移动工具3内。当移动工具3位于基站200a附近时，中继站100连接到基站200a。在这种情况下，例如，中继站100将从移动站10发送的信号中继到基站200a。另外，例如，中继站100将从基站200a发送的信号中继到移动站10。在本实施例中，中继站100是如上所述的类型1的中继站。即，唯一的小区ID被分配到中继站100。在图1示出的示例中，中继站100的小区ID为“C5”。移动站10位于由中继站100提供中继通信服务的小区102内，因此移动站10可依靠与小区ID“C5”对应的同步序列与中继站100同步，从而受益于中继站100的中继通信服务。另外，移动站10和中继站100之间的链路为接入链路（AccessLink）。另一方面，中继站100和基站200之间的链路为中继链路（RelayLink）。

基站200根据诸如LTE或LTE-A的蜂窝无线通信模式为移动站10提供无线通信服务。每个基站200具有自己的小区，并且对每个小区分配小区ID。在图1示出的示例中，基站200a的小区ID是“C2”，基站200b的小区ID是“C1”。另外，LTE或LTE-A的基站被称作演进型节点B（eNodeB或eNB）。

[1-2.通信资源的配置]

图2示出了作为用于中继通信的通信资源的配置示例的LTE的通信资源的配置。参照图2，LTE的通信资源被划分为独立的无线帧（每个无线帧在时间方向上具有10毫秒的长度）。另外，每个无线帧包括10个子帧，且一个子帧由两个0.5毫秒（ms）的时隙（slot）组成。另外，一个0.5ms的时隙在时间方向上通常包括7个OFDM符号。包括时间方向上的七个OFDM符号和频率方向上的十二个子载波的一个单元的通信资源被称作资源块。在LTE中，对于在时间方向上的每个子帧或资源块，通信资源被分配给每个移动站。另外，与时间方向上的一个OFDM符号和频率方向上的一个子载波对应的一个单元的通信资源被称作资源要素（resourceelement）。即，一个资源块对应于84（=7×12）个资源要素。由于对具有相同带宽和相同时长的数据通信分配更多的资源块，该数据通信的吞吐量增大。

另外，每5ms同步序列被插入到位于频率方向上的预定位置（通常，频带的中心）的资源块中（例如，同步序列被插入到子帧#0和#5中）。作为同步序列，有两种类型，即，主同步序列（PSS）和辅同步序列（SSS）。主同步序列用于检测5ms的周期并识别小区ID的组。另一方面，辅同步序列用于识别已识别的组内的小区ID。例如，当小区ID的组具有三种类型并且每组的小区ID具有168种类型时，可使用共504种类型（504=3×168）。通常，作为用于识别小区ID的同步序列的信号序列，使用Zadoff-Chu序列。另外，可使用同步序列后的OFDM符号作为用于发送或接收系统信息的广播信道。系统特有信息或小区特有信息包括在广播信道上的系统信息中。

图3是示出参考信号的示例性布置的示图。参考信号是用于估计信道的信号。在图3示出的示例中，对于每个资源块，参考信号被布置在第一OFDM符号的第一子载波和第七子载波中以及第五OFDM符号的第四子载波和第十子载波中。移动站10可通过接收参考信号来执行信道估计，并基于估计的结果对每个子载波的接收信号进行解调。这里，布置参考信号的图案的数量等于小区ID的种类数（即，504种图案）。在具有不同小区ID的相邻小区中布置不同的参考信号，因此防止数据被干扰。

另外，当通过接收参考信号测量的通信信道的质量满足预定的条件时，执行切换。例如，预定的条件为一相邻小区的通信信道的质量优于正连接的小区（也称作服务小区）的通信信道的质量等。具体地讲，在类型1的中继通信中，不仅可对移动站执行切换，而且还可以对中继站或基站执行切换。

[1-3.一般切换过程]

图4示出了作为一般切换过程的示例的无中继通信的切换过程的流程。这里，在切换过程中涉及移动站（UE）、源基站（源eNB）、目标基站（目标eNB）和移动性管理实体（MME）。

在切换之前的阶段，移动站首先向源基站报告移动站和源基站之间的通信信道的信道质量（步骤S2）。可周期性地执行信道质量的报告，或者可在信道质量低于预定的基准值之后执行信道质量的报告。

接下来，源基站根据从移动站接收的质量报告，确定是否需要测量，并且当需要测量时对移动站分配测量间隙（步骤S4）。然后，移动站在分配的测量间隙的时间段内从相邻的基站搜索下行信道（即，执行小区搜索）（步骤S12）。另外，移动站可根据源基站预先提供的列表知道要搜索的附近的基站。

接下来，当移动站与下行信道同步时，移动站利用包括在对应的下行信道中的参考信号执行测量（步骤S14）。并且，源基站限制与对应的移动站相关的数据通信的分配，从而防止对应的移动站发送数据。

已完成测量的移动站将包括测量结果的测量报告发送到源基站（步骤S22）。测量报告中包括的测量结果可为通过多次测量而获得的测量值的平均值和代表值。另外，在测量结果中可包括多个频带中的数据。

已接收测量报告的源基站根据测量报告的内容确定是否需要执行切换。例如，当另一附近基站的信道质量优于源基站的信道质量达预定阈值以上时，可确定需要执行切换。在这种情况下，源基站利用另一基站作为目标基站来执行切换过程，并且向目标基站发送切换请求消息（切换请求）（步骤S24）。

已接收切换请求消息的目标基站响应于由目标基站自身提供的通信服务的可用性，确定是否可以接受移动站。当可以接受移动站时，目标基站将切换批准消息（切换请求确认）发送到源基站（步骤S26）。

已接收切换批准消息的源基站将切换指令（切换命令）发送到移动站（步骤S28）。然后，移动站与目标基站的下行信道同步（步骤S32）。接下来，移动站利用设置在预定时隙中的随机接入信道对目标基站执行随机接入（步骤S34）。同时，源基站将已到达移动站的数据发送给目标基站（步骤S36）。然后，当随机接入成功时，移动站将切换完成消息（切换完成）发送给目标基站（步骤S42）。

已接收切换完成消息的目标基站请求MME更新关于该移动站的路径（步骤S44）。通过使MME更新用户数据的路径，移动站能够经由新的基站（即，目标基站）与其它装置进行通信。然后，目标基站将确认响应（应答）发送给移动站（步骤S46）。这使得一系列切换过程完成。

[1-4.与本发明相关的问题]

从上面的相关描述可理解，切换过程消耗了移动站、源基站和目标基站的大量资源。出于此原因，当切换频繁发生时，会出现无线通信系统的整体吞吐量降低的风险。在利用图1中示出的无线通信系统1中的可移动中继站100的情形下，这种风险进一步提高。

图5是示出与本发明相关的问题的示图。参照图5，以椭圆形示出了小区ID为C1至C7的七个小区中的每个，并且基站位于每个小区的中心。在上述的布置中，例如，中继站100沿路径104移动。在这种情况下，中继站100顺序穿过小区ID为C2（在下文中，称作小区C2等）、C1和C5的小区。

这里，当中继站100是类型2的中继站时，由于没有对中继站100分配小区ID，所以不会发生小区ID的冲突。然而，在这种情况下，与中继站100一起移动的移动站将会在小区边缘共同进行切换。多个移动站的共同切换对整个系统的吞吐量会产生不良影响，因而不是优选的。

另一方面，当中继站100为类型1的中继站时，对中继站100分配小区ID。与中继站100一起移动的移动站因而直接连接到中继站100。这里，在图5示出的示例中，当中继站100的小区ID为C5时，中继站100到达小区C5内部或到达小区C5附近时会发生小区ID的冲突。结果，在小区C5内，在连接到中继站100的移动站和其它移动站的数据通信中会发生干扰。如在下面将详细描述的本发明的两个实施例中，引入在发生小区ID的冲突之前避免发生冲突的同时抑制整个系统的吞吐量降低的结构是有益的。

<2.第一实施例的描述>

[2-1.装置的示例性配置]

（移动站）

图6是示出根据本发明第一实施例的移动站10的示例性配置的框图。参照图6，移动站10包括通信单元20、通信控制单元40和上层50。

通信单元20是移动站10的通信接口，用以相对于中继站100或基站200发送和接收无线信号。通信单元20包括天线22a和22b、模拟单元24、模拟到数字转换器（ADC）26、数字到模拟转换器（DAC）28、同步单元32、解码器34和编码器38。

模拟单元24对应于射频（RF）电路，对经由天线22a和22b接收的接收信号进行放大和频率转换，然后将它们输出到ADC26。ADC26将从模拟单元24输入的接收信号的格式从模拟格式转换成数字格式。同步单元32通过利用例如匹配的滤波器监视从ADC26输入的接收信号和已知的信号序列之间的相关性，来检测主同步序列和辅同步序列，并且同步单元32与期望的小区ID同步。解码器34对由同步单元32同步的信道中包括的数据信号进行解调并解码。由解码器34解码的数据信号被输出到上层50。

另外，当从上层50输入数据信号时，编码器38对相应的数据信号进行编码和调制。由编码器38调制的数据信号被输入到DAC28作为发送信号。DAC28将从编码器38输入的发送信号的格式从数字格式转换成模拟格式。然后，模拟单元24对从DAC28输入的发送信号进行放大和频率转换，然后经由天线22a和22b发送该发送信号。

通信控制单元40利用诸如中央处理器（CPU）或数字信号处理器（DSP）的控制装置和诸如半导体存储器的存储介质控制如上所述的通信单元20的操作。例如，当从中继站100或基站200接收到切换指令时，通信控制单元40使通信单元20的同步单元32与新的小区ID同步。当到新小区ID的切换成功时，通信控制单元40使通信单元20发送切换完成消息。另外，通信控制单元40根据分布在下行的控制信道上的调度信息控制通信单元20相对于其他装置的通信定时。

例如，上层50执行比协议栈的MAC层高的层的处理。例如，当移动站10为智能电话时，上层50经由通信单元20利用无线通信对用户提供诸如音频呼叫服务或数据通信服务的应用服务。（中继站）

图7是示出根据本发明第一实施例的中继站100的示例性配置的框图。参照图7，中继站100包括通信单元120、相关性检测单元156、变化确定单元160、存储单元162、控制单元170和插入单元172。

通信单元120中继在移动站10和基站200之间发送和接收的无线信号。另外，通信单元120还用于分送用于提供中继站100的中继通信服务的各种信号，诸如分配给中继站100的小区ID的同步信号（主同步序列和辅同步序列）。通信单元120包括天线122a和122b、模拟单元124、ADC126、DAC128、同步单元132、解码器134、缓冲器136和编码器138。

与RF电路对应的模拟单元124对经由天线122a和122b接收的接收信号进行放大和频率转换，然后将它们输出到ADC126。ADC126将从模拟单元124输入的接收信号的格式从模拟格式转换成数字格式。同步单元132通过利用例如匹配的滤波器监视从ADC126输入的接收信号和已知的信号序列之间的相关性，来检测主同步序列和辅同步序列，并且同步单元132与期望的小区ID同步。在中继通信中，移动站10的同步单元32与中继站100的小区ID同步，而中继站100的同步单元132与附近基站200的小区ID同步。解码器134对接收信号中包括的数据信号进行解调和解码。由解码器134解调的数据信号被输出到缓冲器136。

编码器138对在缓冲器136中缓冲的数据信号进行编码和调制。由编码器138调制的数据信号被输出到DAC128作为发射信号。DAC128将从编码器138输入的发射信号的格式从数字格式转换成模拟格式。然后，模拟单元124对从DAC128输入的发送信号进行放大和频率转换，并经由天线122a和122b将它们输出。

相关性检测单元156检测与通信单元120接收的无线信号中的一个或多个小区ID的同步序列之间的相关性。然后，相关性检测单元156将每个小区ID的相关值输出到变化确定单元160。另外，优选的是，相关性检测单元156具有多个相关器（例如，匹配的滤波器），从而能够使多个小区ID的相关性被并行检测，如将在后面所描述的。

变化确定单元160确定是否需要改变中继站100的小区ID，从而避免由于中继站100的移动而导致的中继站100的小区ID和基站200的小区ID之间的冲突。具体地讲，在本实施例中，变化确定单元160通过监视从相关性检测单元156输入的一个或多个小区ID的相关性来确定是否需要改变小区ID。另外，所述的一个或多个小区ID不一定是共504种小区ID。例如，通过限制在基站200的广播信道上分送的系统信息中包括的服务小区以及一个或多个相邻小区的小区ID中的监视目标，能够减少监视所需的处理成本。

图8是示出本实施例的变化确定单元160的小区ID变化确定处理的示图。参照图8，作为示例，中继站100沿移动路径104移动，从而顺序穿过小区C2、C1和C5。在这种情况下，首先，从中继站100的相关性检测单元156输出的小区IDC2的相关值在小区C2的基站200附近达到最大值。接着，小区IDC1的相关值在小区C1的基站200附近达到最大值。接着，小区IDC5的相关值在小区C5的基站200附近达到最大值。

在如上所述的移动路径上，变化确定单元160确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点开始流逝预定时间之后，需要将作为正被使用的小区ID的第一小区ID改变为具有最大相关值的第二小区ID。在图8示出的示例中，在从小区IDC2的相关值达到最大值的时间点开始流逝时间T的时刻，中继站100的小区ID从C5变为C2。另外，在从小区IDC1的相关值达到最大值的时间点开始流逝时间T的时刻，中继站100的小区ID从C2变为C1。

通常，在蜂窝式无线通信模式中，预先不重复地分配相邻固定小区的小区ID。因此，如参照图8所描述的，通过顺序使用中继站100所经过的小区的小区ID，能够避免中继站100的小区ID与附近的基站200的小区ID之间的冲突。

存储单元162使用诸如硬盘或半导体存储器的存储介质来沿时间轴存储从相关性检测单元156输出到变化确定单元160的每个小区ID的相关值。变化确定单元160根据相关值中的这种变化来识别每个小区ID的相关值达到最大值的时间点。

控制单元170使用诸如CPU或DSP的控制装置和诸如半导体存储器的存储介质来控制通信单元120的无线信号的中继。例如，控制单元170使从基站200接收的数据信号被临时累积在通信单元120的缓冲器136中，然后使对应的数据信号从通信单元120发送到移动站10。另外，控制单元170使从移动站10接收的数据信号临时累积在通信单元120的缓冲器136中，然后使对应的数据信号从通信单元120发送到基站200。

另外，当变化确定单元160确定需要改变中继站100的小区ID时，控制单元170使属于中继站100的移动站10的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID。具体地讲，控制单元170首先使插入单元172产生同步信号，在该同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用。然后，控制单元170使插入单元172将对应的同步信号从通信单元120插入到下行到移动站10的同步信道。然后，控制单元170使表示从第一小区ID切换到第二小区ID的切换指令从通信单元120发送到移动站10。这能够使移动站10根据伪切换过程将接入点的小区ID从第一小区ID改变成第二小区ID。例如，当从属于中继站100的全部移动站10接收到切换完成消息时，控制单元继续使用第二小区ID中继无线信号。另外，例如，当没有从一些移动站10接收到切换完成消息时，控制单元170在预定的超时时间段流逝之后可继续利用第二小区ID中继无线信号。

插入单元172将与中继站100的小区ID对应的同步序列（主同步序列和辅同步序列）从中继站100插入到下行到移动站10的同步信道。另外，在确定变化确定单元160将改变小区ID之后，在控制单元170的控制下，插入单元172将同步信号从中继站100插入到下行到移动站10的同步信道，在该同步信号中，与两种小区ID对应的同步序列在直到全部移动站10的伪切换完成（或超时）为止的时段内被复用。这两种小区ID表示如上所述的第一小区ID和第二小区ID。

（基站）

图9是示出根据本发明第一实施例的基站200的示例性配置的框图。参照图9，基站200包括通信单元220、控制单元250、存储单元262和插入单元272。

通信单元220为基站200的通信接口，用以相对于中继站100或移动站10发送和接收无线信号。通信单元220包括天线222a和222b、模拟单元224、ADC226、DAC228、解码器234和编码器238。

模拟单元224对应于RF电路，并对经由天线222a和222b接收的接收信号进行放大和频率转换，然后将它们输出到ADC226。ADC226将从模拟单元224输入的接收信号的格式从模拟格式转换成数字格式。解码器234对由ADC226AD转换的接收信号中包括的数据信号进行解调和解码。由解码器234解码的数据信号被输出到控制单元250。

另外，当从控制单元250输入数据信号时，编码器238对相应的数据信号进行编码和调制。由编码器238调制的数据信号被输出到DAC228作为发送信号。DAC228将从编码器238输入的发送信号的格式从数字格式转换为模拟格式。模拟单元224对从DAC228输入的发送信号进行放大和频率转换，然后经由天线222a和222b发送该发送信号。

控制单元250使用诸如CPU或DSP的控制装置和诸如半导体存储器的存储介质来控制如上所述的通信单元220的操作。例如，控制单元250将移动站10或中继站100的调度信息在下行链路的控制信道上分送。另外，控制单元250根据MME的路径控制将从移动站10或中继站100接收的数据信号发送到另一基站200。另外，控制单元250以与参照图4描述的切换过程中的基站相似的方式控制基站200的切换过程。

存储单元262使用诸如硬盘或半导体存储器的存储介质存储分配给基站200的小区ID。插入单元272将与基站200的小区ID对应的同步序列从基站200插入到下行链路的同步信道。

[2-2处理流程]

在下文中，将参照图10和图11来描述根据本实施例的中继通信时的通信控制处理的流程。图10是示出包括在本实施例的通信控制处理中的小区ID变化确定处理的示例性流程的流程图。

首先，参照图10，中继站100的相关性检测单元156检测作为监视对象的小区ID的相关性（步骤S102）。作为监视对象的小区ID可为服务小区和一个或多个相邻小区的小区ID。接下来，存储单元162沿时间轴为每个小区ID存储相关性检测单元156检测的相关值（步骤S104）。中继站100的变化确定单元160监视每个小区ID的这种相关值。

接下来，变化确定单元160确定是否从小区ID中的任何一个的相关值达到最大值的时间点开始已流逝时间T（步骤S106）。这里，当从相关值达到最大值的时间点已流逝时间T之后该小区ID不存在时，处理返回步骤S102，并继续监视每个小区ID的相关值。另外，当相关值为最大值并且最大值小于预定的阈值时，例如，变化确定单元160可忽略相关值达到最大值的时刻。这可防止由于相关值的精细的时间变化而导致小区ID在不合适的时刻被改变。

在步骤S106中，当在从相关值达到最大值的时间点已流逝时间T之后小区ID存在时，变化确定单元160确定需要改变中继站100的小区ID（步骤S108）。

图11是示出根据本实施例的通信控制处理的示例性流程的流程图。首先，参照图11，中继站100执行参照图10描述的小区ID变化确定处理（步骤S202）。接下来，作为小区ID变化确定处理的结果，中继站100确定是否需要改变小区ID（步骤S204）。这里，当确定不需要改变小区ID时，不执行后续处理。

当作为小区ID变化确定处理的结果确定需要改变小区ID时，中继站100的通信单元120开始发送两类同步序列被复用的同步信号（步骤S206）。如上所述，两类同步序列为与正使用的第一小区ID对应的同步序列和与相关值达到最大值的第二小区ID对应的同步序列。

接下来，中继站100的控制单元170指示属于中继站100的移动站10执行从第一小区ID到第二小区ID的切换（步骤S208）。然后，每个移动站10检测来自中继站100的同步信号，并与第二小区ID同步。另外，上述的两类同步序列在来自中继站100的同步信号中复用。然而，由于同步序列的信号序列为相互正交的关系，所以移动站10可分离这两类同步序列以获得同步。

这里，在图11的通信控制处理中移动站10进行切换前后的时间段，移动站10的接入点为中继站100。即，对应的切换仅为用于改变小区ID的伪切换。在执行这种伪切换时，由于移动站10的接入点没有改变，可省略再次调整从移动站10发送信号的定时。因此，在这种情况下，移动站10可跳过如图4中示出的切换过程中的随机接入（在图4中，中继站100对应于源基站和目标基站二者）。另外，将由移动站10执行的测量也不是必须的。

接下来，中继站100的控制单元170等待从移动站10接收切换完成消息（步骤S210）。当接收到来自全部移动站10的切换完成消息时（或当发生超时时），控制单元170将用于中继无线信号的小区ID改变为第二小区ID（步骤S212）。通信单元120完成两类同步序列被复用的同步信号的发送（步骤S214）。

[2-3.第一实施例的总结]

到目前为止，已经参照图6至图11描述了本发明的第一实施例。根据本实施例，当确定需要改变中继站100的小区ID以避免小区ID的冲突时，中继站100利用伪切换过程使属于中继站100的移动站10的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID。在这种情况下，尽管属于中继站100的移动站10中的每个执行了切换，但是移动工具3外部的基站200并未参与相应的切换过程。因此，至少移动工具3外部的基站200提供的通信服务的吞吐量不会因而减小。另外，由于属于中继站100的移动站10执行的切换为接入点不变的伪切换，所以能够通过省略一些切换过程（诸如测量和随机接入）来快速改变小区ID。

另外，在本实施例中，中继站100通过监视从附近基站200接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID。因此，由于该实施方式不影响除了中继站100之外的装置，所以在本实施例中可以以相对小的成本来实现。

另外，在本实施例中，中继站100的变化确定单元160确定需要在已从小区ID的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点流逝预定时间之后，将作为正被使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其相关值达到最大值的小区ID的第二小区ID。这能够在无需预测中继站100的位置的情况下避免中继站100的小区ID与附近基站200的小区ID之间的冲突。

<3.第二实施例的描述>

在本发明的第二实施例中，使用下面将描述的中继站300来代替图1中示出的中继站100。

<3-1.装置的示例性配置>

（中继站）

图12是示出根据本发明的第二实施例的中继站300的示例性配置的框图。参照图12，中继站300包括通信单元120、位置检测单元358、变化确定单元360、存储单元362、控制单元170和插入单元172。

例如，位置检测单元358对应于诸如全球定位系统（GPS）功能或铁路系统的列车定位功能的位置检测装置，并检测中继站300的位置。另外，位置检测单元358可通过把将在下面描述的小区ID数据与中继站300的当前小区ID进行对比来简单地检测中继站300的位置。然后，位置检测单元358将检测到的中继站300的位置输出到变化确定单元360。

变化确定单元360确定是否需要改变中继站300的小区ID，从而避免由于中继站300的移动而导致的中继站300的小区ID与基站200的小区ID之间的冲突。具体地讲，在本实施例中，变化确定单元360根据如图13中所示的中继站300的移动历史和小区ID数据来确定小区ID冲突的可能性。当确定存在小区ID冲突的可能性时，变化确定单元360确定需要改变小区ID。

图13是示出根据本实施例的变化确定单元360的小区ID变化确定处理的示图。位置检测单元358检测的中继站300的位置的历史被例示为图13的左上的沿时间轴的移动历史。可以以恒定的时间间隔存储移动历史，或者每当中继站300的接入点的基站200变化时可存储移动历史。另外，中继装置100的移动速度可进一步包括在移动历史中。在图13的示例中，中继站300沿路径304移动，然后在时间tn位于位置（X_tn，Y_tn）处并且还位于小区C1内。

另一方面，在图13的左下部，示出了小区ID数据的示例。在本说明书中，小区ID数据是与具有小区ID的基站200的位置相关的数据。例如，小区ID数据在诸如MME的上位节点中保持并更新。变化确定单元360获得这种小区ID数据并使该数据存储在存储单元362中。在图13的示例中，小区ID数据包括七个小区C1至C7中的每个小区中的基站200的位置和小区半径。另外，用于确定每个小区的大小的最大发送功率的值可代替小区半径被包括在小区ID数据中。

变化确定单元360根据小区ID数据和中继站300的移动历史来确定在未来的一时间点（诸如几秒或几分钟之后）小区ID冲突的可能性。在图13的示例中，例如，通过对移动历史进行外插，从时刻tn过了时间Δt之后中继站300的位置被预测为（X_tn+Δt，Y_tn+Δt）。从小区ID数据可以得知，位置（X_tn+Δt，Y_tn+Δt）在小区C5内。因此，中继站300使用的当前小区ID为C5。即，在这种情况下，在时刻tn+Δt，确定存在小区ID冲突的可能性。当确定存在小区ID冲突的可能性时，变化确定单元360确定需要将小区ID改变成不具有小区ID冲突的可能性的另一小区ID（例如，C3或C4）。

另外，替代对移动历史进行外插，例如，变化确定单元360可通过在存储单元362中累积过去的移动历史并将当前移动路径与过去的移动历史进行比较来预测中继站300的未来位置。当移动工具3为在恒定的路径上反复移动的火车或轮船时，应用该预测处理在提高预测准确性方面特别有利。

存储单元362使用诸如硬盘或半导体存储器的存储介质来存储参照图13所描述的小区ID数据和中继站300的移动历史。

另外，代替中继站300，诸如MME的上位节点可确定以上参照图13描述的小区ID的冲突的可能性。在这种情况下，中继站300周期性地向上位节点报告位置检测单元358检测的中继站300的位置。相应的上位节点保持图13中示出的小区ID数据。当确定存在小区ID冲突的可能性时，对应的上位节点随后通知中继站300存在发生冲突的可能性以及不具有冲突可能性的其它小区ID。变化确定单元360在接收到该通知后确定需要将正使用的小区ID（第一小区ID）改变成通知的其它小区ID（第二小区ID）。

[3-2.处理流程]

图14是示出根据本实施例的小区ID变化确定处理的示例流程的流程图。

参照图14，首先，中继站300的位置检测单元358检测中继站300的位置（和速度）（步骤S302）。位置检测单元358检测的位置（和速度）作为沿时间轴的移动历史被存储。接下来，由变化确定单元360预测中继站300的未来位置（步骤S304）。另外，如上所述，可由诸如MME的上位节点而不是变化确定单元360来执行对中继站300的未来位置的预测。接着，变化确定单元360确定在中继站300的未来位置是否存在小区ID冲突的可能性（步骤S306）。这里，当不存在小区ID冲突的可能性时，处理返回至步骤S302。另一方面，当存在小区ID冲突的可能性时，变化确定单元360确定需要将中继站300的小区ID改变成另一小区ID（步骤S308）。

当在小区ID变化确定处理中确定需要将中继站300的小区ID改变成另一小区ID时，在中继站300的控制单元170的控制下，于是根据图11中的步骤S206至步骤S214示出的过程执行改变小区ID。

[3-3.第二实施例的总结]

到目前为止，已经参照图12至图14描述了本发明的第二实施例。根据本实施例，当确定需要改变中继站300的小区ID以避免小区ID的冲突时，中继站300利用伪切换过程使属于中继站300的移动站10的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID。在这种情况下，尽管属于中继站300的移动站10中的每个执行了切换，但是移动工具3外部的基站200并未参与相应的切换过程。因此，至少移动工具3外部的基站200提供的通信服务的吞吐量不会减小。另外，由于属于中继站300的移动站10执行的切换为接入点没有变化的伪切换，所以能够通过省略一些切换过程（诸如测量和随机接入）来快速改变小区ID。

另外，在本实施例中，根据位置检测单元358检测的中继站300的位置以及基站200的位置与小区ID相互关联的小区ID数据，确定未来小区ID冲突的可能性。当确定存在小区ID冲突的可能性时，中继站300的变化确定单元360确定需要改变中继站300的小区ID。根据这种配置，能够不依赖于从相邻的基站200接收的同步序列的相关值来执行对小区ID改变的确定。因此，由于即使当相邻的基站200改变时也不需要改变小区ID，所以与第一实施例相比，能够减少伪切换的频率并抑制系统的吞吐量的降低。

以上已经参照附图描述了本发明的优选实施例，同时本发明当然不限于上述示例。本领域的技术人员会发现权利要求的范围内的各种替换和变型，将理解的是，这些替换和变型将自然在本发明的技术范围内。

参考标号列表

1无线通信系统

10移动站

100、300中继站

120通信单元

160、360变化确定单元（确定单元）

162、362存储单元

170控制单元

200基站

Claims

1.一种在基站和移动站之间中继无线信号的中继站，所述中继站包括：

通信单元，配置为中继所述无线信号；

确定单元，配置为确定是否需要改变小区ID，以避免由于中继站的移动而导致的中继站的小区ID与基站的小区ID之间的冲突；和

控制单元，配置为当确定单元确定需要改变小区ID时，使属于中继站的移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID，

其中，确定单元通过监视从附近基站接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID，

其中，确定单元确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点已流逝预定时间之后，需要将作为正使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其相关值达到最大值的小区ID的第二小区ID。

2.如权利要求1所述的中继站，

其中，控制单元通过使得从通信单元发送同步信号并使得从第一小区ID到第二小区ID的切换指令从通信单元发送到移动站，使移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变成第二小区ID，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用。

3.如权利要求2所述的中继站，

其中，在完成移动站从第一小区ID到第二小区ID的切换之后，控制单元使通信单元利用第二小区ID中继所述无线信号。

4.如权利要求2所述的中继站，其中所述复用发生在直到属于该中继站的全部移动站的伪切换完成或超时为止的时段内。

5.一种利用中继站在基站和移动站之间中继无线信号的通信控制方法，所述通信控制方法包括以下步骤：

确定是否需要改变小区ID，以避免由于中继站的移动而导致的中继站的小区ID与基站的小区ID之间的冲突；以及

当确定需要改变小区ID时，使属于中继站的移动站的接入点的小区ID从第一小区ID改变为第二小区ID，

其中，所述确定通过监视从附近基站接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID，并且确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点已流逝预定时间之后，需要将作为正使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其相关值达到最大值的小区ID的第二小区ID。

6.一种在基站和移动站之间中继无线信号的中继站，所述中继站包括：

通信单元，配置为将无线信号发送至移动站；

确定单元，配置为通过监视从附近基站接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID，其中所述确定单元确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点已流逝预定时间之后，需要将作为正使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其相关值达到最大值的小区ID的第二小区ID；

控制单元，配置为在所述确定单元确定需要改变小区ID时使同步信号从通信单元发送到属于中继站的移动站并且还指示移动站执行从第一小区ID到第二小区ID的切换，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用。

7.一种利用中继站在基站和移动站之间中继无线信号的通信控制方法，所述通信控制方法包括：

通过监视从附近基站接收的无线信号中的同步序列与一个或多个小区ID之间的相关性来确定是否需要改变小区ID；

确定在从小区ID中的任何一个的同步序列的相关值达到最大值的时间点已流逝预定时间之后，需要将作为正使用的小区ID的第一小区ID改变为作为其相关值达到最大值的小区ID的第二小区ID；

当确定需要改变小区ID时，将同步信号从中继站发送到属于中继站的移动站，在所述同步信号中与第一小区ID对应的同步序列和与第二小区ID对应的同步序列被复用；以及

当确定需要改变小区ID时，使中继站指示移动站执行从第一小区ID到第二小区ID的切换。